22. К избытку раствора сульфата меди(II) добавили 10 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 20%. Вычислите массу образовавшегося осадка. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

1. Уравнение реакции:

Реакция между сульфатом меди(II) и гидроксидом натрия:

\( \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 ↓ + \text{Na}_2\text{SO}_4 \)

Осадок — гидроксид меди(II) (Cu(OH)₂).

2. Массовая доля гидроксида натрия:

Дано:

m(раствора NaOH) = 10 г

w(NaOH) = 20% = 0.2

Найти:

m(осадка) — ?

3. Вычисление массы гидроксида натрия (NaOH):

\( m(\text{NaOH}) = m(\text{раствора NaOH}) \times w(\text{NaOH}) \)

\( m(\text{NaOH}) = 10 \text{ г} \times 0.2 = 2 \text{ г} \)

4. Вычисление молярной массы NaOH и Cu(OH)₂:

M(NaOH) = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль

M(Cu(OH)₂) = 63.5 (Cu) + 2 \(\times\) (16 (O) + 1 (H)) = 63.5 + 2 \(\times\) 17 = 63.5 + 34 = 97.5 г/моль

5. Вычисление количества вещества NaOH:

\( \nu(\text{NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{M(\text{NaOH})} \)

\( \nu(\text{NaOH}) = \frac{2 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.05 \text{ моль} \)

6. Вычисление массы образовавшегося осадка Cu(OH)₂:

Согласно уравнению реакции, из 2 моль NaOH образуется 1 моль Cu(OH)₂. Следовательно, из 0.05 моль NaOH образуется \( 0.05 / 2 = 0.025 \) моль Cu(OH)₂.

\( m(\text{Cu(OH)}_2) = \nu(\text{Cu(OH)}_2) \times M(\text{Cu(OH)}_2) \)

\( m(\text{Cu(OH)}_2) = 0.025 \text{ моль} \times 97.5 \text{ г/моль} \approx 2.44 \text{ г} \)

Ответ: Масса образовавшегося осадка составляет примерно 2.44 г.